SCC-Test — ASTM G36 / ASTM G39 / NACE TM0177

Was ist SCC?

Der Spannungsrisskorrosionstest ist ein Test, bei dem die Probe einer definierten korrosiven Umgebung unter einer definierten Zugspannung ausgesetzt wird, wobei die Rissbildung, die Zeit bis zur Rissbildung oder die Schwellenspannung bestimmt werden.

Zweck von SCC

Der Zweck besteht darin, festzustellen, ob die Kombination aus Material, Umgebung und Beanspruchung zu Spannungsrisskorrosion führt, und die Grenzwerte für die sichere Verwendung zu überprüfen.

Bei welchen Produkten wird SCC angewendet?

Edelstähle und Nickellegierungen
Materialien für die Öl- und Gasproduktion
Komponenten aus Aluminium und Messing
Druckbehälter- und Rohrmaterialien

In welchen Branchen wird SCC eingesetzt?

MetallStahlBergbauMaschinenÖl und Gas

Normen zu SCC

ASTM G36 (siedendes Magnesiumchlorid)
ASTM G39 (Bent-Beam-Probe)
ASTM G30 (Probe mit U-Bogen)
NACE TM0177
ISO 7539-Reihe

Prüfbedingungen für SCC

Umfeld: Im Standard definiert; zum Beispiel kochende Magnesiumchloridlösung in ASTM G36
Beanspruchung: Wird als konstante Last, konstante Verformung oder langsame Dehnungsgeschwindigkeit angewendet
Zeit: In der Norm oder Spezifikation definierte Expositionsdauer
Temperatur: In der Methode definiert

Prüfgerät für SCC

Testzelle und Rückflusskühler für korrosive Umgebungen
Anlage mit konstanter Belastung oder konstanter Verformung
Maschine zur Prüfung der langsamen Dehnungsgeschwindigkeit
Metallurgisches und Stereomikroskop

Probenanforderungen für SCC

In der Norm definierte Probengeometrie und Oberflächenvorbereitung
Der angelegte Stresspegel muss dokumentiert werden
Die Probenausrichtung (relativ zur Walzrichtung) muss definiert werden
Es müssen Kontrollproben mitgeführt werden

Dauer von SCC

Tage bis Monate, je nach Methode; NACE TM0177-Tests dauern normalerweise 720 Stunden.

Ablauf von SCC

1Die Probe wird vorbereitet und unter Spannung gesetzt.
2Es ist der definierten korrosiven Umgebung ausgesetzt.
3Es wird für die angegebene Dauer bzw. bis zum Auftreten von Rissen überwacht.
4Die Probe wird entnommen und gereinigt.
5Das Vorhandensein von Rissen wird visuell und metallographisch beurteilt.

Annahmekriterien für SCC

Das Akzeptanzkriterium ist in der Spezifikation angegeben: keine Rissbildung unter der definierten Dauer und Spannung oder eine Schwellenspannung über dem angegebenen Wert.

Auswertung der Ergebnisse

Beschleunigte SCC-Umgebungen (z. B. siedendes Magnesiumchlorid) dienen Screening-Zwecken; sie können nicht direkt auf die Feldeinsatzdauer umgerechnet werden. Das Ergebnis gilt nur für die im Test verwendete Umgebung und Stressbedingung.

Prüfbericht zu SCC

Angewandter Standard und Methode
Zusammensetzung und Temperatur der Umgebung
Angewandter Stress
Belichtungsdauer
Rissbefunde und metallografische Schnitte

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Metall- und Metallurgieprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test SCC gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Metall- und metallurgische Prüfungen ermitteln, welche Last ein Metall oder eine Schweißverbindung tragen kann, wie es versagt und wie seine innere Struktur aussieht. Das Ergebnis dieser Familie betrifft oft nicht das Produkt selbst, sondern die Identität des WERKSTOFFS: Entspricht der Stahl wirklich der angegebenen Güte, liefert die Schweißnaht die vom Design angenommene Festigkeit, enthält der Guss einen unzulässigen inneren Fehler?

Die praktische Bedeutung des Bereichs ergibt sich daraus, dass ein Metallteil selten allmählich versagt. Ein Kunststoffteil verformt sich, altert, reißt und gibt meist eine Vorwarnung. Eine Schweißnaht oder ein Verbindungselement hingegen bricht oft ohne Vorwarnung — besonders bei Ermüdung und Sprödbruch. Deshalb ist Materialprüfung in Bereichen wie Druckgeräten, Hebezeugen, Baustahl und Rohrleitungen eine Anforderung der VORSCHRIFT und nicht des Designs.

Die Familie vereint drei Methodengruppen, von denen jede eine andere Frage beantwortet. Mechanische Prüfungen quantifizieren das Verhalten des Werkstoffs unter Last. Zerstörungsfreie Prüfung sucht nach Fehlern, ohne das Teil zu beschädigen. Metallografie und chemische Analyse erklären, warum sich der Werkstoff so verhält — über Korngefüge, Phasenverteilung, Einschlussgehalt und Legierungszusammensetzung.

Das Abnahmekriterium dieser Prüfungen stammt fast nie aus der Prüfnorm, und das ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Die Prüfnorm sagt, wie die Messung durchzuführen ist; die zulässigen Werte stammen aus der Produktnorm, der Werkstoffgüte oder dem Fertigungskodex. ISO 6892-1 sagt, wie man einen Zugversuch durchführt; EN 10025 sagt, welche Streckgrenze dieser Stahl liefern muss. Beim Lesen eines Berichts ist entscheidend, gegen welche Produktnorm bewertet wurde.

Die Probenahme ist in diesem Bereich untrennbar mit dem Ergebnis verbunden. Zwei Proben aus derselben Schmelze können je nach Entnahmerichtung und -ort unterschiedliche Werte liefern; bei Walzprodukten liefern Proben parallel und quer zur Walzrichtung unterschiedliche Ergebnisse. Produktnormen regeln daher auch Entnahmeort und -richtung, und der Bericht muss dies dokumentieren.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanische Tests
Zug-, Druck-, Biege-, Kerbschlag- (Charpy), Härte- (Brinell, Vickers, Rockwell), Ermüdungs-, Kriech- und Bruchzähigkeitsprüfung. Diese liefern das Verhalten des Werkstoffs unter Last in Zahlenform.
Zerstörungsfreie Prüfung
Durchstrahlungsprüfung, Ultraschallprüfung, Eindringprüfung, Magnetpulverprüfung und Sichtprüfung. Sie sucht Oberflächen- und innere Fehler, ohne das Teil zu beschädigen, und ist ein unverzichtbarer Schritt bei geschweißten Konstruktionen.
Metallografie
Probenvorbereitung, Ätzung und mikroskopische Untersuchung. Beurteilt werden Korngröße, Phasenverteilung, Einschlussgehalt, Einsatzhärtetiefe und die Wärmeeinflusszone der Schweißung.
Chemische Analyse
Die Legierungszusammensetzung wird mittels optischer Emissionsspektrometrie und Nasschemie verifiziert; die Bestätigung der Werkstoffgüte läuft über diesen Schritt.
Korrosionsverhalten
Salzsprühnebel-, Lochfraß- und Spaltkorrosions- sowie interkristalline Korrosionsprüfungen. Bei nichtrostenden Stählen können diese die Qualität der Wärmebehandlung anzeigen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Werkstoffzertifikat (wie EN 10204 3.1) ist kein Prüfbericht; es ist die Erklärung des Herstellers. Bei kritischen Anwendungen wird eine unabhängige Verifizierung durchgeführt, und beides darf nicht verwechselt werden.
ASTM- und ISO-Zugversuche messen dieselben Größen, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt äquivalent, angewendet wird, was die Spezifikation verlangt.
Umrechnungstabellen zwischen Härte und Festigkeit sind NÄHERUNGSWEISE. Die Berechnung der Streckgrenze aus der Härte ist kein ausreichender Nachweis für die Werkstoffabnahme.
Bei der zerstörungsfreien Prüfung bedeutet "kein Fehler gefunden" nicht, dass kein Fehler vorhanden ist; Fehler unterhalb der Nachweisgrenze der Methode können vorhanden sein. Der Bericht muss die angewandte Methode und die Empfindlichkeitsstufe angeben.
Das Bestehen einer Schweißnaht zeigt nicht, dass der Schweißer oder das Verfahren qualifiziert ist; das sind getrennte Prozesse.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Prüfung des Werkstoffzertifikats und Wareneingangsprüfung
Freigabe der Schweißkonstruktion; Schweißer- und Verfahrensqualifikation
Fertigungskontrolle von Druckgeräten und Baukomponenten
Schadensanalyse und Ermittlung der Grundursache von Feldschäden
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu SCC

Reißt ein Material, das den SCC-Test besteht, auch im Feld nicht?

Das Ergebnis gilt nur für die getestete Umgebung, Temperatur und Belastungsbedingung. Eine andere Serviceumgebung führt zu einem anderen Ergebnis. Die Materialauswahl muss anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen bewertet werden.

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